2013年不同材质钻杆产品市场推广分析

       一、铝合金钻杆实际推广相对容易

       铝合金钻杆在国外已得到成熟应用

       从应用角度来看，铝合金钻杆在全球范围内已实现大范围应用。铝合金变断面管材的生产工艺于1960年开始研制，但真正大规模用于钻探工业，还是70年代的事。1958年前苏联冶金机械科学研究所开始对B95、д16铝合金钻探管进行试验，1963年研制出首批用于石油钻探的铝合金变断面管材，并于1970年在莫斯科全苏轻金属研究院古比雪夫冶金工厂和卡明斯克冶金工厂分别建成了几条专门生产铝合金钻探管的生产线。

       与此同时，美国雷诺公司、法国彼西涅公司以及德国和日本等国也开发了不同规格和用途的铝合金钻探管。目前世界上的铝探管生产工艺成熟、设备先进、技术水平相当高，生产效率和经济效益都很好，但由于技术复杂并需要大型挤压机，所以仅分布在俄、美、法、德、日等少数几个国家。

       在俄罗斯采用铝合金钻探管的项目逐年增加，目前已达到总掘进数的50%以上，在美国更达到了60%以上。由于在油气井钻进中使用铝合金钻杆的高效率，在特别地质条件下的应用良好，以及与顾客和钻井企业的经常接触导致ADP生产的扩大。通过分析计算每米钻杆柱的费用以后，就可以发现使用铝合金钻杆的优势。相关研究表明，在目前的价位上，轻合金钻杆与钢质钻杆相比具有很强的竞争力。

       二、其他新型钻杆在实际应用中均存在一定限制

       1、复合材料钻杆

       复合材料钻杆是通过在卷筒上缠绕碳纤维，然后应用一种环氧基复合材料覆盖并密封而成。复合材料钻杆具有许多潜在的优势，包括质量轻、高的强度质量比、超高的抗腐蚀能力以及增强的抗疲劳能力。

       但与此同时，为达到一定结构强度要求，复合材料钻杆壁厚要大于普通钢钻杆；若减小内径则会增大压力损失，若增大外径，则会增加环空循环当量密度，这会引起密度窗口钻井井控问题。根据设计参数，复合钻杆的壁厚可能要达到常规钢钻杆壁厚的2倍，其不适用于超长位移的大位移井和超深井的钻井施工。此外，目前复合材料钻杆价格为普通钢钻杆的3倍左右，这会增加投资，但是其整体综合成本还是要优于普通钢钻杆。

       2、超高强度钻杆。

       超高强度钢钻杆是为实现超深井钻井而研制的，轻质、薄壁的超高强度钢钻杆可用于解决大位移井、超深井和深水钻井的钻井难题。但由于高强度钢在低温下具有脆性且很难在抗冲击韧性和抗拉强度间达到平衡，钢的延展性和刚性之比降低已成为阻碍高强度钢钻杆应用的一个重要难题。同时，在酸性油气井等特殊环境性难以适用。

       3、钛合金钻杆

       与常规钢钻杆相比较，钛合金钻杆性能优势明显。（1）钛合金密度为4.1×103kg/m3，钢密度为7.8×103kg/m3，钛比钢轻43%；（2）钛合金弹性模量为119GPa，钢弹性模量为210GPa，钛合金是钢的57%；（3）钛合金具有更好的耐腐蚀及抗侵蚀的能力；（4）钛合金具有高抗疲劳特性，在空气和钻井液环境中其疲劳性能几乎相同；（5）钛合金钻杆屈服强度为840MPa，约等于S-135钢钻杆强度重量比值的1.54倍。

       用于超短半径钻井的钛合金钻杆已经研制成功。在超短半径钻井、超深井和深水钻井应用中，钛合金钻杆具有明显的优势。但钛合金材料对疲劳缺口相当敏感，当长时间处于应力条件下时，其磨损速率极快。同时，钛合金钻杆的成本大约是常规钢钻杆的7-10倍，难以实现大规模使用。

       4、抗硫钻杆

       抗硫钻杆是国内目前接触最多、应用最广的一种高性能钻具，主要用于酸性气田。其在国内得到了大量的应用，从95SS钢级的钻杆直到105SS钢级的钻杆。由于材料强度的提高，必然会导致材料硬度的提高，而材料硬度的提高，对腐蚀环境的敏感性增强，发生腐蚀和应力腐蚀的风险性越高。因此，抗硫钻杆材料的强度受到了很大的限制。